SelSurya_lilikgunarta_12435
2
Sel Surya Author : lilik gunarta Publish : 05-09-2011 10:26:29 Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik. Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif ) dan semikonduktor jenis “N” ( negatif ). Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas. Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebut sebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidak ada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagai semikonduktor jenis-P ( Positif ). Prinsip Kerja Sel Surya Susunan sebuah solar cell, sama dengan sebuah dioda, terdiri dari dua lapisan yang dinamakan PN juction. PN junction itu diperoleh dengan jalan menodai sebatang bahan semikonduktor silikon murni ( valensinya 4 ) dengan impuriti yang bervalensi 3 pada bagian sebelah kiri, dan yang di sebelah kanan dinodai dengan impuriti bervalensi 5. Sehingga pada bagian kiri terbentuk silikon yang tidak murni lagi dan dinamakan silikon jenis P, sedangkan yang sebelah kanan dinamakan silikon jenis N. Di dalam silikon murni terdapat dua macam pembawa muatan listrik yang seimbang. Pembawa muatan listrik yang positip dinamakan hole, sedangkan yang negatip dinamakan elektron. Setelah dilakukan proses penodaan itu, di dalam silikon jenis P terbentuk hole ( pembawa muatan listrik positip ) dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan elektronnya. Oleh karena itu di dalam silikon jenis P hole merupakan pembawa muatan mayoritas, sedangkan elektron merupakan pembawa muatan minoritas. Sebaliknya, di dalam silikon jenis N terbentuk elektron dalam jumlah yang sangat besar sehingga disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut pembawa muatan minoritas. Di dalam batang silikon itu terjadi pertemuan antara bagian P dan bagian N. Oleh karena itu dinamakan PN junction. Bila sekarang, bagian P dihubungkan dengan kutub positip dari sebuah batere, sedangkan kutub negatipnya dihubungkan dengan bagian N, maka terjadi hubungan yang dinamakan "forward bias". Dalam keadaan forward bias, di dalam rangkaian itu timbul arus listrik yang disebabkan oleh kedua macam pembawa muatan. Jadi arus listrik yang mengalir di dalam PN junction disebabkan oleh gerakan hole dan gerakan elektron. Arus listrik itu mengalir searah dengan gerakan hole, tapi berlawanan arah dengan gerakan elektron. Sekedar untuk lebih menjelaskan, elektron yang bergerak di dalam bahan konduktor dapat menimbulkan energi listrik. Dan energi listrik inilah yang disebut sebagai arus listrik yang mengalir berlawanan arah dengan gerakan elektron. Tapi, bila bagian P dihubungkan dengan kutup negatip dari batere dan bagian N dihubungkan dengan kutub positipnya, maka sekarang terbentuk hubungan yang dinamakan "reverse bias". Dengan keadaan seperti ini, maka hole ( pembawa muatan positip ) dapat tersambung langsung ke kutub positip, sedangkan elektron juga langsung ke kutub positip. Jadi, jelas di dalam PN junction tidak ada gerakan pembawa muatan mayoritas baik yang hole maupun yang elektron. Sedangkan pembawa muatan minoritas (elektron) di dalam bagian P bergerak berusaha untuk mencapai kutub positip batere. Demikian pula pembawa muatan minoritas ( hole ) di dalam bagian N juga bergerak berusaha mencapai kutub negatip. Karena itu, dalam keadaan reverse bias, di dalam PN junction ada juga arus yang timbul meskipun dalam jumlah yang sangat kecil ( mikro ampere ). Arus ini sering disebut dengan reverse saturation current atau Page 1
-
Upload
yuniar-dwi-niar -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
description
Sel surya
Transcript of SelSurya_lilikgunarta_12435
Sel Surya
Author : lilik gunarta
Publish : 05-09-2011 10:26:29
Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untukmembentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuatdari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkantegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaikuntuk merubah energi surya menjadi energi listrik.Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktoryang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif ) dan semikonduktor jenis “N” ( negatif ).Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor )dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas.Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebutsebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yangdidalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebutkekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidakada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagaisemikonduktor jenis-P ( Positif ). Prinsip Kerja Sel SuryaSusunan sebuah solar cell, sama dengan sebuah dioda, terdiri dari dua lapisan yang dinamakan PN juction. PNjunction itu diperoleh dengan jalan menodai sebatang bahan semikonduktor silikon murni ( valensinya 4 )dengan impuriti yang bervalensi 3 pada bagian sebelah kiri, dan yang di sebelah kanan dinodai denganimpuriti bervalensi 5.Sehingga pada bagian kiri terbentuk silikon yang tidak murni lagi dan dinamakan silikon jenis P, sedangkanyang sebelah kanan dinamakan silikon jenis N. Di dalam silikon murni terdapat dua macam pembawa muatanlistrik yang seimbang. Pembawa muatan listrik yang positip dinamakan hole, sedangkan yang negatipdinamakan elektron. Setelah dilakukan proses penodaan itu, di dalam silikon jenis P terbentuk hole ( pembawamuatan listrik positip ) dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan elektronnya. Oleh karena itu didalam silikon jenis P hole merupakan pembawa muatan mayoritas, sedangkan elektron merupakan pembawamuatan minoritas. Sebaliknya, di dalam silikon jenis N terbentuk elektron dalam jumlah yang sangat besarsehingga disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut pembawa muatan minoritas.Di dalam batang silikon itu terjadi pertemuan antara bagian P dan bagian N. Oleh karena itu dinamakan PNjunction. Bila sekarang, bagian P dihubungkan dengan kutub positip dari sebuah batere, sedangkan kutubnegatipnya dihubungkan dengan bagian N, maka terjadi hubungan yang dinamakan "forward bias".Dalam keadaan forward bias, di dalam rangkaian itu timbul arus listrik yang disebabkan oleh kedua macampembawa muatan. Jadi arus listrik yang mengalir di dalam PN junction disebabkan oleh gerakan hole dangerakan elektron. Arus listrik itu mengalir searah dengan gerakan hole, tapi berlawanan arah dengan gerakanelektron. Sekedar untuk lebih menjelaskan, elektron yang bergerak di dalam bahan konduktor dapatmenimbulkan energi listrik. Dan energi listrik inilah yang disebut sebagai arus listrik yang mengalirberlawanan arah dengan gerakan elektron. Tapi, bila bagian P dihubungkan dengan kutup negatip dari bateredan bagian N dihubungkan dengan kutub positipnya, maka sekarang terbentuk hubungan yang dinamakan"reverse bias". Dengan keadaan seperti ini, maka hole ( pembawa muatan positip ) dapat tersambung langsungke kutub positip, sedangkan elektron juga langsung ke kutub positip. Jadi, jelas di dalam PN junction tidak adagerakan pembawa muatan mayoritas baik yang hole maupun yang elektron. Sedangkan pembawa muatanminoritas (elektron) di dalam bagian P bergerak berusaha untuk mencapai kutub positip batere. Demikian pulapembawa muatan minoritas ( hole ) di dalam bagian N juga bergerak berusaha mencapai kutub negatip.Karena itu, dalam keadaan reverse bias, di dalam PN junction ada juga arus yang timbul meskipun dalamjumlah yang sangat kecil ( mikro ampere ). Arus ini sering disebut dengan reverse saturation current atau
Page 1
Sel Surya
leakage current ( arus bocor ).Ada yang menarik dalam keadaan reverse bias itu. Bila suhu PN juction tsb dinaikkan ternyata dapatmemperbesar arus bocor yang timbul itu. Berarti bila diberi energi (panas), pembawa muatan minoritas didalam PN junction bertambah banyak. Karena cahaya itu merupakan salah satu bentuk energi, maka bila adacahaya yang menimpa suatu PN junction dapat juga menghasilkan energi yang cukup untuk menghasilkanpembawa muatan. Gejala seperti ini dinamakan fotokonduktif. Berdasarkan gejala fotokonduktif itu makadibuat komponen elektronik fotodioda dari PN junction itu. Dalam keadaan reverse bias, dengan memperbesarintensitas cahaya yang menimpa fotodioda dapat meningkatkan aras arus bocornya. Arus bocor dapat jugadiperbesar dengan memperbesar tegangan batere (tegangan reverse), tapi penambahan arus bocornya itu tidaksignifikan. Bila batere dalam rangkaian reverse bias itu dilepas dan diganti dengan beban tahanan, makapemberian cahaya itu dapat menimbulkan pembawa muatan baik hole maupun elektron. Jika iluminasi cahayaitu ditingkatkan, ternyata arus yang timbul semakin besar. Gejala seperti ini dinamakan photovoltaic. Cahayadapat memberikan energi yang cukup besar untuk memperbesar jumlah hole pada bagian P dan jumlahelektron pada bagian N. Berdasarkan gejala photovoltaic ini maka dapat diciptakan komponen elektronikphotovoltaic cell. Karena biasanya matahari sebagai sumber cahaya, maka photovoltaic cell sering jugadisebut solar cell (sel surya) atau solar energy converter.Jadi sel surya itu pada dasarnya sebuah foto dioda yang besar dan dirancang dengan mengacu pada gejalaphotovoltaic sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan daya yang sebesar mungkin. Silikon jenis Pmerupakan lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat menembus langsungmencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positip.Di bawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatip.Untuk mendapatkan daya yang cukup besar diperlukan banyak sel surya. Biasanya sel-sel surya itu sudahdisusun sehingga berbentuk panel, dan dinamakan panel photovoltaic (PV). PV sebagai sumber daya listrikpertama kali digunakan di satelit. Kemudian dipikirkan pula PV sebagai sumber energi untuk mobil, sehinggaada mobil listrik surya. Sekarang, di luar negeri, PV sudah mulai digunakan sebagai atap atau dinding rumah.Bahkan Sanyo sudah membuat PV yang semi transparan sehingga dapat digunakan sebagai pengganti kacajendela. Sel surya di Indonesia sudah mulai banyak dimanfaatkan, terutama sebagai energi penerangan dimalam hari. Juga sudah dilakukan uji coba untuk membuat mobil tenaga surya. Sekarang, pemerintah sedangmemikirkan untuk mengembangkan pemanfaatan sel surya ke daerah-daerah transmigrasi.
Page 2
